熱電偶、熱電阻在工業(yè)生產(chǎn)中的應用

摘要：文章指出現代工業(yè)生產(chǎn)中關(guān)于熱電偶熱電阻使用的方法和使用中出現的一些問(wèn)題并從生產(chǎn)安全以及產(chǎn)品質(zhì)量要求方面著(zhù)重說(shuō)明了熱電偶熱電阻類(lèi)型匹配所需使用溫度范圍的重要性。同時(shí)也對熱電偶熱電阻運行過(guò)程中出現的問(wèn)題提出了解決方案確保生產(chǎn)安全。
       隨著(zhù)現代工業(yè)的不斷發(fā)展溫度測量向著(zhù)低溫測量和高溫測量?jì)蓚€(gè)極端方向迅速發(fā)展生產(chǎn)設備對溫度測量范圍和精度的要求也越來(lái)越高簡(jiǎn)單的溫度計測量已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。熱電偶熱電阻逐漸被引入到工業(yè)生產(chǎn)溫度測量中并憑借其精度高響應速度快的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。.

1熱電偶和熱電阻簡(jiǎn)介
1.1熱電偶
       熱電偶是溫度測量?jì)x表中常用的測溫元件是由兩種不同成分的導體兩端接合而成(一般是焊接成)回路,當兩接合點(diǎn)溫度不同時(shí)就會(huì )產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，從而在回路內產(chǎn)生電流。當熱電偶與參比端顯示儀表連接成回路時(shí)顯示儀表將會(huì )指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢所對應的溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢將隨著(zhù)測量端溫度升高而增長(cháng),它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)與熱電偶的長(cháng)度、直徑無(wú)關(guān)。各種熱電偶的外形常因需要而不相同,但是它們的基本結構卻大致相同通常由熱電極絕緣套保護管和接線(xiàn)盒等主要部分組成部分型號還帶有補償導線(xiàn)。常用的熱電偶分為S型、K型、E型J型。熱電偶通常和顯示儀表記錄儀表和電子調節器配套使用。
1.2熱電阻
      熱電阻是中低溫區常用的一種溫度測量器,它一般由純金屬制成根據金屬受溫度變化而阻值改變的原理測量溫度.工作用熱電阻常用的是鉑、銅電阻。其特點(diǎn)是測量精度較高且耐壓耐溫性能好。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt為溫度:時(shí)的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時(shí)對應的電阻值α為溫度系數。
2熱電偶與熱電阻在工業(yè)中的使用
      熱電偶在工業(yè)生產(chǎn)中-般應用于中高溫領(lǐng)域,E型熱電偶可以使用到800℃,K型熱電偶可以使用到1300℃S型熱電偶可以使用到1600℃。熱電阻一般使用在中低溫很少有超過(guò)400℃。常用的熱電偶種類(lèi)有裝配熱電偶、鎧裝熱電偶、端面熱電偶、壓簧固定熱電偶。常用的熱電阻有精通型熱電阻、鎧裝熱電阻、端面熱電阻、隔爆熱電阻。這兩種工具都可以廣泛應用于企業(yè)生產(chǎn)中的溫度測量根據實(shí)際使用要求來(lái)選擇不同型號的電阻。熱電偶一般由接頭處引出兩根導線(xiàn)連接顯示儀表，因其結構簡(jiǎn)單往往被認為是“熱電偶兩根線(xiàn)接上即可”。其實(shí)并非如此熱電偶雖然簡(jiǎn)單,但安裝起來(lái)卻不簡(jiǎn)單。熱電偶感受溫度的部分是偶身的末端其末端一定要放置在所測量溫場(chǎng)的中心位置所以選購熱電偶時(shí)--定要根據所測量溫場(chǎng)的大小選擇合適長(cháng)度的熱電偶,以免造成溫度測量的誤差。
熱電偶安裝連接的時(shí)候一定要注意其導線(xiàn)是分正負極的,如果接反會(huì )造成顯示結果錯誤溢出但往往接反了線(xiàn)在設備不運行升溫的情況下不容易看出,因為接反和接正線(xiàn)路在室溫情況下都會(huì )顯示是正常溫度要想檢查是否連接正確,最好是在安裝連接好熱電偶以后,稍微給設備加溫運行一-下根據儀表顯示是否正常做出判斷(若接反數字會(huì )慢慢減少出現負值溢出)。除了注意導線(xiàn)外若測量時(shí)冷端的(環(huán)境)溫度變化將嚴重影響測量的正確性。由于冷端溫度變化造成的影響在冷端采取一定措施補償這稱(chēng)為熱電偶的冷端補償。熱電偶冷端補償計算方法從毫伏到溫度。測量冷端溫度換算為對應毫伏值與熱電偶的毫伏值相加換算出溫度。從溫度到毫伏。測量出實(shí)際溫度與冷端溫度分別換算為毫伏值相減后得出毫伏值,即得溫度。選用的補償導線(xiàn)應符合對應的熱電偶型號。熱電偶所接顯示儀表與熱電偶型號是一一對應的如果接錯了會(huì )造成顯示的溫度與實(shí)際溫度相差很遠給生產(chǎn)造成不必要的損失。
       熱電阻的接線(xiàn)與熱電偶不同熱電阻的接線(xiàn)不分正負極,它的接線(xiàn)方式主要有3種:兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制、四線(xiàn)制。在熱電阻的兩端各連接一根導線(xiàn)來(lái)引出電阻信號的方式叫二線(xiàn)制，這種引線(xiàn)方法很簡(jiǎn)單但由于連接導線(xiàn)必然存在引線(xiàn)電阻rr大小與導線(xiàn)的材質(zhì)和長(cháng)度的因素有關(guān)因此這種引線(xiàn)方式只適用于測量精度較低的情況。三線(xiàn)制是在熱電阻的一端引--根導線(xiàn)另外-端引出兩根導線(xiàn)。四線(xiàn)制就是電阻的兩端都各引出兩根導線(xiàn)。三線(xiàn)制和四線(xiàn)制都能很好的消除引線(xiàn)電阻的影響現在應用的是三線(xiàn)制。熱電阻也要與配套的顯示儀表一起使用顯示的儀表型號要與熱電阻型號對應否則也會(huì )出現實(shí)際溫度和顯示溫度誤差大的現象。
4熱電偶和熱電阻的檢定
       熱電偶和熱電阻都有相對應的檢定周期,當使用時(shí)間達到周期時(shí),企業(yè)應當送交具有相對應資質(zhì)的第三方檢定校準機構進(jìn)行檢定校準經(jīng)檢定合格或校準后結果達到使用要求的方可繼續使用。企業(yè)在使用中如若發(fā)現其工作不正常要及時(shí)予以更換新購買(mǎi)的熱電偶和熱電阻也要先經(jīng)過(guò)檢定校準以后方可投入使用。如果企業(yè)有需求的話(huà),可以自己向相關(guān)主管部門(mén)申請獲取檢定校準資質(zhì)。熱電偶的檢定器具-般需要直流電位差計和標準熱電偶采用的是和標準熱電偶比對數值的方式檢定。熱電阻檢定器具需要直流電橋和標準熱電阻,也采用的是和標準比對數值的方式。
5熱電阻和熱電偶使用中需特別注意的方面
      熱電偶和熱電阻都是直接接觸被測量介質(zhì)的測溫元件現代工業(yè)里很多介質(zhì)都是高溫、高酸、高堿性的熱電偶和熱電阻難免會(huì )受到介質(zhì)的腐蝕這就要求使用者必須經(jīng)常觀(guān)察熱電偶或熱電阻的使用狀況發(fā)現其外形發(fā)生大的變化或測量數值出現大的波動(dòng)時(shí)要立即拆除更換。為了增加熱電偶和熱電阻的使用壽命降低企業(yè)成本必須針對使用環(huán)境要求選擇合適的型號,使其使用溫度與被測量溫度范圍盡量吻合。例如S型熱電偶和K型熱電偶都可以使用在1000°左右但因為S型可以耐受更高的溫度則在10000使用S型熱電偶可以獲得更長(cháng)的使用壽命。
6結語(yǔ)
      現在工業(yè)生產(chǎn)離不開(kāi)溫度測量溫度的元件對于生產(chǎn)的重要性顯而易見(jiàn)。熱電偶和熱電阻作為應用普遍的測溫元件存在于生產(chǎn)的各種場(chǎng)所,因此企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理者更要對其使用情況充分掌握這關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全。